Le Virus Herpès Simplex de type 1 (HSV-1) est un agent infectieux qui cause
l’herpès chez une grande proportion de la population mondiale. L’herpès est généralement
considéré comme une maladie bénigne dont la forme la plus commune est l'herpès labial
(communément appelé « bouton de fièvre »), mais elle peut se révéler très sérieuse et causer
la cécité et l’encéphalite, voir létale dans certain cas. Le virus persiste toute la vie dans le
corps de son hôte. Jusqu'à présent, aucun traitement ne peut éliminer le virus et aucun
vaccin n’a été prouvé efficace pour contrôler l’infection herpétique.
HSV-1 est un virus avec un génome d’ADN bicaténaire contenu dans une capside
icosaèdrale entourée d’une enveloppe lipidique. Treize glycoprotéines virales se trouvent
dans cette enveloppe et sont connues ou supposées jouer des rôles distincts dans différentes
étapes du cycle de réplication viral, incluant l'attachement, l'entrée, l’assemblage, et la
propagation des virus. La glycoprotéine M (gM) qui figure parmi ces glycoprotéines
d’enveloppe, est la seule glycoprotéine non essentielle mais est conservée dans toute la
famille herpesviridae. Récemment, l’homologue de gM dans le Pseudorabies virus (PRV),
un autre herpesvirus, a été impliqué dans la phase finale de l’assemblage (i.e.
l’enveloppement cytoplasmique) au niveau du réseau trans-Golgi (TGN) en reconnaissant
spécifiquement des protéines tégumentaires et d’autres glycoprotéines d’enveloppe ([1]).
Toutefois, il a été proposé que cette hypothèse ne s’applique pas pour le HSV-1 ([2]). De
plus, contrairement à la localisation au TGN dans les cellules transfectées, HSV-1 gM se
localise dans la membrane nucléaire et sur les virions périnucléaires durant une infection.
L’objectif du projet présenté ici était d’éclaircir la relation de la localisation et la
fonction de HSV-1 gM dans le contexte d’une infection. Dans les résultats rapportés ici,
nous décrivons tout abord un mécanisme spécifique de ciblage nucléaire de HSV-1 gM. En
phase précoce d’une infection, gM est ciblée à la membrane nucléaire d'une manière virus
ii
dépendante. Cela se produit avant la réorganisation du TGN normalement induite par
l’infection et avant que gM n’entre dans la voie de sécrétion. Ce ciblage nucléaire actif et
spécifique de gM ne semble pas dépendre des plusieurs des partenaires d’interaction
proposés dans la littérature. Ces données suggèrent que la forme nucléaire de gM pourrait
avoir un nouveau rôle indépendant de l’enveloppement final dans le cytoplasme. Dans la
deuxième partie du travail présenté ici, nous avons concentré nos efforts sur le rôle de gM
dans l’assemblage du virus en phase tardive de l’infection et en identifiant un domaine
critique de gM. Nos résultats mettent en valeur l’importance du domaine carboxyl-terminal
cytoplasmique de gM dans le transport de gM du réticulum endoplasmique (RE) à
l’appareil de Golgi, dans l’enveloppement cytoplasmique et la propagation intercellulaire du
virus. Ainsi, l’export du RE de gM a été complètement compromis dans les cellules
transfectées exprimant un mutant de gM dépourvu de sa région C-terminale. La délétion la
queue cytoplasmique de gM cause une réduction légère du titre viral et de la taille des
plaques. L'analyse de ces mutants par microscopie électronique a démontré une
accumulation des nucléocapsides sans enveloppe dans le cytoplasme par rapport aux virus
de type sauvage. Étrangement, ce phénotype était apparent dans les cellules BHK mais
absent dans les cellules 143B, suggérant que la fonction de gM dépende du type cellulaire.
Finalement, le criblage de partenaires d’interaction du domaine C-terminal de gM identifiés
par le système de double-hybride nous a permis de proposer plusieurs candidats
susceptibles de réguler la fonction de gM dans la morphogénèse et la propagation de virus. / Herpes Simplex Virus type 1 (HSV-1) is an infectious agent causing herpes, which
affects a large population worldwide. Herpes is generally considered a benign disease
whose most common form is oral herpes (commonly called "cold sores"), but it can be very
serious and cause herpetic blindness and encephalitis, and even be lethal in some cases. The
virus can persist throughout life in the body of its host. So far, no treatment can eliminate
the virus and no vaccine has proven effective in controlling herpes infections.
HSV-1 has a double-stranded DNA genome embedded in an icosahedral capsid
surrounded by a lipid envelope. Thirteen viral glycoproteins are located in the envelope and
are known or believed to play different roles in different stages of the viral replication cycle,
including attachment, entry, assembly, and viral propagation. Among these envelope
glycoproteins, glycoprotein M (gM) is the only nonessential glycoprotein but is conserved
in all the herpesviridae family. Recently, the homologue of gM in Pseudorabies virus
(PRV), another herpesvirus, has been implicated in the final phase of assembly (e.g. the
cytoplasmic envelopment) at the trans-Golgi network (TGN) ([1]). However, it was
suggested that this does not apply to HSV-1 ([2]). Moreover, unlike its TGN localization in
transfected cells, HSV-1 gM localizes to the nuclear membrane and on the perinuclear
virions during infection.
The objective of the project presented here was to clarify the relationship of the
location and function of HSV-1 gM in the context of an infection. In the results reported
here, we first describe a specific and active mechanism of nuclear targeting of HSV-1 gM. In
early phase of infection, gM is targeted to the nuclear membrane in a virus dependent
manner. This occurs before the known reorganization of the TGN induced by the virus and
before gM enters the secretory pathway. This active and specific nuclear targeting of gM
seemingly does not depend on the functional interaction partners proposed in the literature.
These data suggest that nuclear gM could have a new role independent of that in the final
envelopment in the cytoplasm. In the second part of the work presented here, we focused
iv
our efforts on the role of gM in virus assembly in the late phase of infection and define an
important functional domain within gM. Our results highlight the importance of the
carboxyl-terminal domain of gM in the intracellular transport of gM from endoplasmic
reticulum (ER) to Golgi apparatus, in the cytoplasmic envelopment of the capsids and the
intercellular spread of the virus. Hence, gM ER export was completely compromised in
transfected cells after deletion of its C-terminal tail. Deletion of the gM cytoplasmic tail in
mutant viruses resulted in a slight reduction in viral titer and plaque size. The analysis of
these mutants by electron microscopy showed an accumulation of nucleocapsids without
envelope in the cytoplasm compared to wild-type virus. Interestingly, this phenotype is
apparent in BHK cells but not in 143B cells, hinting that the importance of gM may be cell
type specific. Finally, screening of interaction partners of C-terminal domain of gM
identified by the two-hybrid system allowed us to propose several interesting candidates
that may regulate the function of gM in the virus morphogenesis and propagation.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:umontreal.ca/oai:papyrus.bib.umontreal.ca:1866/4545 |
| Date | 06 1900 |
| Creators | Zhang, Jie |
| Contributors | Lippé, Roger |
| Source Sets | Université de Montréal |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse ou Mémoire numérique / Electronic Thesis or Dissertation |
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